一种合成14C标记的聚苯乙烯(PS)的方法转让专利
申请号 : CN201510260827.0
文献号 : CN104892804B
文献日 : 2017-10-20
发明人 : 季荣 , 田莉莉 , 王联红 , 蓝贤瑾 , 王永峰 , 马旖旎 , 江伟
申请人 : 南京大学
摘要 :
本发明公开了一种14C标记的聚苯乙烯(PS)及其合成的方法，属于放射性同位素14C标记的化合物领域。本发明在聚苯乙烯(Polystyrene,PS)的结构中引入14C放射性同位素标记，14C标记位点在支链或苯环上，分别命名为[β‑14C]‑PS、[U‑ring‑14C6]‑PS，结构通式见图1，其中*表示14C标记位点。将14C标记的苯乙烯加入非标记苯乙烯稀释之后，放入高温高压反应装置，118～123℃反应8～12小时；反应产物用氯仿溶解后在甲醇中洗涤，沉淀纯化，得到14C标记的聚苯乙烯。本发明合成方法具有以下优点：反应原料易得，未反应的原料可以回收利用，合成成本低；反应时间短，效率高；反应条件温和，操作技术安全，制备工艺简单。本方法合成的14C标记的聚苯乙烯，放射性纯度达到99％以上。
权利要求 :
1.一种合成14C标记的聚苯乙烯的方法，其特征在于，具体步骤如下：将14C标记的苯乙烯加入非标记苯乙烯稀释之后，放入高温高压反应装置，118～123℃反应8～12小时；反应产物经洗涤，沉淀纯化，得到14C标记的聚苯乙烯；
所述高压压力范围为0.1～0.2MPa；
所述14C标记的苯乙烯单体为支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯或者苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯；
所述支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯制备包括如下步骤：
14 14 14
S1.将 C标记的丙二酸 CH2(COOH)2，苯甲醛，哌啶，加入反应瓶中，CH2(COOH)2与苯甲醛的摩尔比为1：1.2～1.5，以吡啶为溶剂，100～110℃下搅拌反应9～14小时；反应混合液加盐酸酸化，乙酸乙酯萃取，分离提纯，得到支链14C标记的[β-14C]-肉桂酸；
S2.支链14C标记的[β-14C]-肉桂酸溶于DMAc中，加入催化剂醋酸银，无水碳酸钾，投料比
14
例为，[β- C]-肉桂酸：醋酸银：无水碳酸钾＝1：0.2～0.5：0.3～0.8；在氮气保护下，在158～163℃下回流反应8～16小时；提取，得到支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯；
所述苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯制备包括如下步骤：S3.苯环14C标记的[U-ring-14C6]-肉桂酸溶于DMAc中，加入催化剂醋酸银，无水碳酸钾，投料比例为，[U-ring-14C6]-肉桂酸：醋酸银：无水碳酸钾＝1：0.2～0.5：0.3～0.8；在氮气保护下，在158～163℃下回流反应8～16小时；提取，得到苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯。
2.根据权利要求1所述的合成14C标记的聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述反应温度具体为121℃。
3.根据权利要求1所述的合成14C标记的聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述洗涤具体步骤为：反应产物用氯仿溶解后在甲醇中洗涤。
4.根据权利要求1所述的合成14C标记的聚苯乙烯的方法，其特征在于，步骤S1.中分离提纯步骤具体为：用制备薄层色谱分离提纯，硅胶制备板为20cm×20cm×2mm，展开剂为正己烷、乙酸乙酯和甲酸的混合液，三者比例为1：1～5：0.01；步骤S2.提取时使用正己烷提取。
5.根据权利要求1所述的合成14C标记的聚苯乙烯的方法，其特征在于，步骤S3.提取时使用正己烷提取。
说明书 :
14
一种合成 C标记的聚苯乙烯(PS)的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及放射性同位素14C标记的化合物合成领域，特别涉及14C标记聚苯乙烯的合成方法。可用于环境科学领域的聚苯乙烯在环境中降解、转化等归趋的示踪研究。
背景技术
[0002] 聚苯乙烯(Polystyrene，PS)是苯乙烯单体通过自由基加成聚合反应而成的聚合物，被广泛应用于通讯设备、光学仪器、透明模具、食品包装材料和日常用品。废弃的聚苯乙烯塑料碎片，可能被生物误食，造成消化道阻塞，导致自身的摄食减少，也有可能转移到体内循环系统对生物体产生危害，还有可能沿食物链向更高营养级传递。因此，研究聚苯乙烯塑料在土壤、海洋等环境介质中，以及在生物体内的环境行为具有重要意义。高分子材料的生物降解一般经历生物腐蚀、解聚、同化、矿化四个阶段。在生物腐蚀阶段，聚合物分裂成小的碎片，一般不包含化学结构的变化；解聚作用阶段，生成低聚体、二聚体或者单体；同化作用阶段，一些小分子聚合物被生物利用产生初级和次级代谢产物；矿化作用阶段，同化作用产生的代谢产物在细胞内进一步完全氧化，产生CO2，N2，H2O等物质。
[0003] 通过凝胶渗透色谱(GPC)测定相对分子质量大小与相对分子质量分布的变化，可以判断是否降解为低聚体。通过傅里叶变换红外色谱仪(FTIR)检测是否有新的官能团吸收峰出现，推断聚合物的结构变化。通过原子力学显微镜 (AFM)观察聚合物表面结构，根据表面的三维图像，推断样品的表面降解或转化。而液体里的低聚体和单体通常用高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC) 来检测，进一步纯化之后，可以用质谱(MS)或者核磁共振(NMR)进行结构鉴定。在复杂的天然环境体系中，上述技术手段常常难以排除背景的干扰，受到极大限制。对聚苯乙烯进行14C标记，利用14C同位素示踪技术，可以准确地追踪聚苯乙烯在环境中降解、转化、残留和富集等归趋。对聚苯乙烯分子中的苯环和侧链分别标记，将得到两种标记的聚苯乙烯，可分别用于针对于聚苯乙烯的苯环和侧链归趋的示踪研究。
[0004] 然而，有关14C标记聚苯乙烯合成报道甚少。James E.Guillet等人的研究中，将14C-标记苯乙烯单体溶解在乙烯酮中，以过氧化苯甲酰为催化剂，在75℃下反应72小时得到支链14C标记聚苯乙烯(J.E.Guillet；T.W.Regulski；T.B. McAneney，Biodegradability of Photodegraded Polymers II.Tracer Studies of Biooxidation of Ecolyte PS Polystyrene.Environ.Sci.Technol.1974，8，923-925.)。该方法中用到乙烯酮，乙烯酮室温下为有毒的气体，非常不稳定，只能在低温下保存，在0℃时即可发生聚合反应，生成二聚体二乙烯酮。乙烯酮实验不易控制，反应时间长。由于同位素标记物质合成原料价格昂贵，
14
因此要求实验步骤尽量少，处理过程简单，未反应的原料尽可能回收。现有技术中 C标记聚苯乙烯制备方法存在成本较高的问题。
14
因此要求实验步骤尽量少，处理过程简单，未反应的原料尽可能回收。现有技术中 C标记聚苯乙烯制备方法存在成本较高的问题。
发明内容
[0005] 1、要解决的技术问题
[0006] 为了解决14C标记聚苯乙烯合成中反应时间长、不易控制、聚合度较低等问题，降低14C标记聚苯乙烯合成成本，本发明提供了微量合成14C标记聚苯乙烯的方法，该方法采用高温高压，克服了常压下聚合程度较低的缺点；起始标记物原料市场易得，合成步骤简单，合成方法具有普适性；标记位点分别在苯环或支链上，其中苯环标记位点尚未见报道，市场也无相应产品出售。目标化合物放射性纯度达99.9％以上，为后续采用14C放射性同位素示踪技术研究聚苯乙烯的环境归趋提供了条件。
[0007] 2.技术方案
[0008] 发明原理：本发明的目的是建立14C标记的聚苯乙烯的合成方法，同位素标记位点14
在苯环或支链上，分别如图1中式VII和式IV所示。在合成 C标记的聚苯乙烯之前，首先以非标记的苯乙烯单体合成非标记的聚苯乙烯，以确定反应条件，并用凝胶渗透色谱仪和核磁共振仪等对合成的非标记聚苯乙烯进行结构表征，确证结构。
在苯环或支链上，分别如图1中式VII和式IV所示。在合成 C标记的聚苯乙烯之前，首先以非标记的苯乙烯单体合成非标记的聚苯乙烯，以确定反应条件，并用凝胶渗透色谱仪和核磁共振仪等对合成的非标记聚苯乙烯进行结构表征，确证结构。
[0009] 本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0010] 一种合成14C标记的聚苯乙烯的方法，具体步骤如下：
[0011] 将14C标记的苯乙烯加入非标记苯乙烯稀释之后，放入高温高压反应装置， 118～123℃反应8～12小时；反应产物经洗涤，沉淀纯化，得到14C标记的聚苯乙烯。上述高压压力范围为0.1～0.2Mpa。
[0012] 合成14C标记的聚苯乙烯的方法中，反应温度优选为121℃。
[0013] 进一步地，合成14C标记的聚苯乙烯的方法中洗涤具体步骤为：反应产物用氯仿溶解后在甲醇中洗涤。
[0014] 进一步地，合成14C标记的聚苯乙烯的方法中所述14C标记的苯乙烯单体为支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯或者苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯。
[0015] 进一步地，所述支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯制备包括如下步骤：
[0016] S1.将14C标记的丙二酸14CH2(COOH)2，苯甲醛，哌啶，加入反应瓶中，14CH2(COOH)2与苯甲醛的摩尔比为1∶1.2～1.5，以吡啶为溶剂，100～110℃下搅拌反应9～14小时；反应混合液加盐酸酸化，乙酸乙酯萃取，分离提纯，得到支链14C标记的[β-14C]-肉桂酸；
[0017] S2.支链14C标记的[β-14C]-肉桂酸溶于DMAc中，加入催化剂醋酸银，无水碳酸钾，投料比例为，[β-14C]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2～0.5∶0.3～0.8；在氮气保护下，在158～163℃下回流反应8～16小时，提取得到支链14C标记的 [β-14C]-苯乙烯。
[0018] 具体的，支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯制备中，步骤S1中分离提纯步骤具体为：用制备薄层色谱分离提纯，硅胶制备板为20cm×20cm×2mm，展开剂为正己烷、乙酸乙酯和甲酸的混合液，三者比例为1∶1～5∶0.01；步骤S2.纯化中使用正己烷提取。
[0019] 进一步地，所述苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯制备包括如下步骤：
[0020] S3.苯环14C标记的[U-ring-14C6]-肉桂酸溶于DMAc中，加入催化剂醋酸银，无水碳14
酸钾，投料比例为，[U-ring- C6]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2～0.5∶ 0.3～0.8；
在氮气保护下，在158～163℃下回流反应8～16小时；提取，得到苯环14C 标记的[U-ring-
14C6]-苯乙烯。
酸钾，投料比例为，[U-ring- C6]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2～0.5∶ 0.3～0.8；
在氮气保护下，在158～163℃下回流反应8～16小时；提取，得到苯环14C 标记的[U-ring-
14C6]-苯乙烯。
[0021] 具体的，所述苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯制备中步骤S3.纯化中使用正己烷提取。
[0022] 上述合成方法制备出的14C标记的聚苯乙烯，为如式IV所示的支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯，或者为如式VII所示的苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯，[0023]
[0024] 上述14C标记的聚苯乙烯数均分子量Mn为2×104～2×106。
[0025] 支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)的制备方法，如图2a 所示，其步骤为：
[0026] (1).将14C标记的丙二酸14CH2(COOH)2(I)，苯甲醛，哌啶，加入梨形瓶中，以吡啶为溶剂，105℃下搅拌反应9～14小时。反应混合液加盐酸酸化，乙酸乙酯萃取，用制备薄层色谱分离提纯；硅胶制备板为20cm×20cm×2mm，展开剂为正己烷、乙酸乙酯和甲酸的混合液，得到支链14C标记的[β-14C]-肉桂酸(II)。
[0027] (2).(II)溶于DMAc(二甲基乙酰胺)中，加入催化剂醋酸银，无水碳酸钾，投料比例14
为，[β- C]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2∶0.3。在氮气保护下，在160℃下回流反应8～16小时。用正己烷提取，得到支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯(III)。
为，[β- C]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2∶0.3。在氮气保护下，在160℃下回流反应8～16小时。用正己烷提取，得到支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯(III)。
[0028] (3).将(III)加入非标记苯乙烯稀释之后，放入高温高压反应装置，121℃反应 8～12小时；反应产物用氯仿溶解后在甲醇中洗涤，沉淀纯化，得到支链14C 标记的[β-14C]-14
聚苯乙烯([β- C]-PS)(IV)。
聚苯乙烯([β- C]-PS)(IV)。
[0029] (4).产物经高效液相色谱(HPLC)与放射性检测器(Ramona)联用的方法检测，测得放射性纯度为99.9％。GPC检测可知，数均分子量Mn为2×104～2× 106。
[0030] 苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII)的制备方法，如图2b所示，其步骤为：
[0031] (1).苯环14C标记的[U-ring-14C6]-肉桂酸(V)(购置于英国Amersham International plc公司)溶于DMAc(二甲基乙酰胺)中，加入催化剂醋酸银，无水碳酸钾，投料比例为，[U-ring-14C6]-肉桂酸∶醋酸银∶无水碳酸钾＝1∶0.2∶0.3。
[0032] 在氮气保护下，在160℃下回流反应8～16小时。用正己烷提取，得到苯环14C标记[U-ring-14C6]-苯乙烯(VI)。
[0033] (2).将(VI)加入非标记苯乙烯稀释之后，放入高温高压反应装置，121℃反应 8～12小时；反应产物用氯仿溶解后在甲醇中洗涤，沉淀纯化，得到苯环标记 [U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII)
[0034] (3).产物经高效液相色谱(HPLC)与放射性检测器(Ramona)联用的方法检测，测得放射性纯度为99.9％。GPC检测可知，数均分子量Mn为2×104～2× 106。反应后剩余的14C-苯乙烯进行再次反应。
[0035] 本发明有代表性的化合物包括：支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS) (IV)和苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII)。
[0036] 3、有益效果
[0037] 相比于现有技术，本发明的优点在于：
[0038] (1)利用14C标记的聚苯乙烯，结合放射性同位素示踪技术，不仅可以在复杂体系(如天然环境样品)、降解缓慢的情况下更灵敏的检测到聚苯乙烯的变化，还可以示踪降解产物，为降解和转化过程及机理的研究提供有效手段；
[0039] (2)本发明建立了苯环标记或支链标记两种14C标记聚苯乙烯的合成方法；反应原料易得，合成成本低，未反应的原料可以回收利用，损失小；聚苯乙烯合成反应时间短，效率高；反应条件温和，操作技术安全，制备工艺简单。本方法合成的14C标记的聚苯乙烯，放射性纯度达到99％以上；且苯环标记位点未见报道，市场也无相应产品出售。
附图说明
[0040] 图1为14C标记的聚苯乙烯结构式(*为14C标记位点)
[0041] 图2为14C标记的聚苯乙烯的合成流程图；*为14C标记位点，
[0042] 其中图2a为支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)的合成路线；图2b为苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII) 的合成路线；
[0043] 图3为[β-14C]-肉桂酸放射性信号液相色谱图；其中，1#图主峰显示的是肉桂酸的14
紫外响应信号，2#图主峰显示的是[β- C]-肉桂酸的放射性信号；
紫外响应信号，2#图主峰显示的是[β- C]-肉桂酸的放射性信号；
[0044] 图4为[β-14C]-苯乙烯放射性信号液相色谱图；其中，1#图主峰显示的是苯乙烯的紫外响应信号，2#图主峰显示的是[β-14C]-苯乙烯放射性信号；
[0045] 图5为[U-ring-14C6]-苯乙烯放射性信号液相色谱图；其中，1#图主峰显示的是苯乙烯的紫外响应信号，2#图主峰显示的是[U-ring-14C6]-苯乙烯的放射性信号；
[0046] 图6为[β-14C]-PS凝胶渗透色谱图；数均分子量Mn为2×105，多分散系数PD为1.9；
[0047] 图7为[U-ring-14C6]-PS凝胶渗透色谱图；数均分子量Mn为5×104，多分散系数PD为2.2；
[0048] 图8为非标记聚苯乙烯PS的1H NMR图，其中图a为标准品，图b为合成产物；
[0049] 图9为非标记聚苯乙烯PS的13C NMR图，其中图a为标准品，图b为合成产物。
具体实施方式
[0050] 下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
[0051] 实施例1：支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)的合成[0052] 结合图1、2，支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)的合成步骤为：
[0053] (1)合成支链14C标记的肉桂酸([β-14C]-肉桂酸)(II)：
[0054] 将比活度为2.1×109Bq mmol-1的14C标记的丙二酸14CH2(COOH)2(I)及适量非标记7 -1 14
的丙二酸溶于吡啶中，加入到25mL梨形瓶中，得到比活度为4.2×10 Bq mmol 的 C-丙二酸。依次加入苯甲醛0.1128g和哌啶177.5μL，14CH2(COOH)2 (I)与苯甲醛的摩尔比为1∶1.2～1.5，氮气保护，磁力搅拌，油浴105℃，反应 14小时。反应结束后，冷却至室温，加入20mL
1M的盐酸酸化，使溶液pH成酸性。用乙酸乙酯提取9次，有机部分合并。无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩到只余下微量溶剂，用TLC制备板纯化，硅胶制备板为20cm×20cm×2mm，展开剂为：正己烷∶乙酸乙酯∶甲酸＝3∶1∶0.01(v∶v∶v)。通过放射性自显影，利用多功能扫描成像系统确定产物位置(Rf值为0.67)，将含有产物所在区域的硅胶刮下，乙酸乙酯进行提取。提取液用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩至干。放射性闪烁计数仪(LSC)测定，得到支链14C标记的肉桂酸([β-14C]-肉桂酸)(II) 约1.2×107Bq，比活度为4.2×107Bq mmol-1，经HPLC-Ramona检测，化学纯度 97％，放射性纯度＞99.99％，产率82.8％，[β-14C]-肉桂酸放射性信号液相色谱图如图3所示。
的丙二酸溶于吡啶中，加入到25mL梨形瓶中，得到比活度为4.2×10 Bq mmol 的 C-丙二酸。依次加入苯甲醛0.1128g和哌啶177.5μL，14CH2(COOH)2 (I)与苯甲醛的摩尔比为1∶1.2～1.5，氮气保护，磁力搅拌，油浴105℃，反应 14小时。反应结束后，冷却至室温，加入20mL
1M的盐酸酸化，使溶液pH成酸性。用乙酸乙酯提取9次，有机部分合并。无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩到只余下微量溶剂，用TLC制备板纯化，硅胶制备板为20cm×20cm×2mm，展开剂为：正己烷∶乙酸乙酯∶甲酸＝3∶1∶0.01(v∶v∶v)。通过放射性自显影，利用多功能扫描成像系统确定产物位置(Rf值为0.67)，将含有产物所在区域的硅胶刮下，乙酸乙酯进行提取。提取液用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩至干。放射性闪烁计数仪(LSC)测定，得到支链14C标记的肉桂酸([β-14C]-肉桂酸)(II) 约1.2×107Bq，比活度为4.2×107Bq mmol-1，经HPLC-Ramona检测，化学纯度 97％，放射性纯度＞99.99％，产率82.8％，[β-14C]-肉桂酸放射性信号液相色谱图如图3所示。
[0055] (2)合成支链14C标记的苯乙烯([β-14C]-苯乙烯)(III)：
[0056] 将上述[β-14C]-肉桂酸(II)及适量非标记肉桂酸加入到25mL梨形瓶中，溶于1mL DMAc(二甲基乙酰胺)中，得到比活度为4.2×106Bq mmol-1的[β-14C]- 肉桂酸。依次加入14
AgOAc 0.1011g和无水K2CO3 0.1254g，[β- C]-肉桂酸、醋酸银和碳酸钾三者的摩尔比为1∶
0.2～0.5∶0.3～0.8，氮气保护，磁力搅拌，油浴160℃，反应8小时。反应结束后，冷却至室温，用正己烷提取7次，碳酸氢钠溶液洗3次，每次2mL，饱和氯化钠洗3次，每次2mL，用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩。LSC测定，得到支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯(III)总放射性量约
6 6 -1
4.2×10Bq，比活度为4.2×10 Bq mmol 。经HPLC-Ramona检测，化学纯度95％，放射性纯度＞99.99％，产率33.7％，[β-14C]-苯乙烯放射性信号液相色谱图，如图4所示。
AgOAc 0.1011g和无水K2CO3 0.1254g，[β- C]-肉桂酸、醋酸银和碳酸钾三者的摩尔比为1∶
0.2～0.5∶0.3～0.8，氮气保护，磁力搅拌，油浴160℃，反应8小时。反应结束后，冷却至室温，用正己烷提取7次，碳酸氢钠溶液洗3次，每次2mL，饱和氯化钠洗3次，每次2mL，用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩。LSC测定，得到支链14C标记的[β-14C]-苯乙烯(III)总放射性量约
6 6 -1
4.2×10Bq，比活度为4.2×10 Bq mmol 。经HPLC-Ramona检测，化学纯度95％，放射性纯度＞99.99％，产率33.7％，[β-14C]-苯乙烯放射性信号液相色谱图，如图4所示。
[0057] (3)合成支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)
[0058] 取上述[β-14C]-苯乙烯(III)3.7×106Bq及适量非标记苯乙烯，加入到10mL 试管5 -1 14
中，得到比活度为4.2×10Bq mmol 的[β- C]-苯乙烯。将试管放入高温高压反应装置，121℃下反应8小时。反应结束后，冷却至室温。取4℃冰箱中保存的甲醇，冲洗产物表面3次，用三氯甲烷溶解产物，倒入三氯甲烷十倍体积的甲醇中，使产物析出，过滤得到纯品。三氯甲烷溶解，蒸发沉积成膜，LSC 测定放射性，得到支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)，总放射性量约1.3×106Bq，比活度为3200Bq mg-1，产率32.7％。
中，得到比活度为4.2×10Bq mmol 的[β- C]-苯乙烯。将试管放入高温高压反应装置，121℃下反应8小时。反应结束后，冷却至室温。取4℃冰箱中保存的甲醇，冲洗产物表面3次，用三氯甲烷溶解产物，倒入三氯甲烷十倍体积的甲醇中，使产物析出，过滤得到纯品。三氯甲烷溶解，蒸发沉积成膜，LSC 测定放射性，得到支链14C标记的[β-14C]-聚苯乙烯([β-14C]-PS)(IV)，总放射性量约1.3×106Bq，比活度为3200Bq mg-1，产率32.7％。
[0059] (4)产物经高效液相色谱(HPLC)与放射性检测器(Ramona)联用的方法检测，测得放射性纯度为99.9％。GPC检测可知，数均分子量Mn为2×105，多分散系数PD为1.9，[β-14C]-PS凝胶渗透色谱图图6所示。
[0060] 实施例2：苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII) 的合成
[0061] 结合图1、2，苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)[0062] (VII)的合成步骤为：
[0063] (1)合成苯环14C标记的苯乙烯([U-ring-14C6]-苯乙烯)(VI)
[0064] 取比活度为1.3×108Bq mmol-1的苯环14C标记的肉桂酸[U-ring-14C6]-肉桂酸(V)及适量非标记肉桂酸，加入到25mL梨形瓶中，溶于1mL DMAc(二甲基乙酰胺)中，得到比活度为：1.3×107Bq mmol-1的[U-ring-14C6]-肉桂酸。依次加入醋酸银0.0029g，无水碳酸钾0.0036g，[U-ring-14C6]-肉桂酸、醋酸银和碳酸钾三者的摩尔比为1∶0.2～0.5∶0.3～0.8，氮气保护，磁力搅拌，油浴160 ℃，反应8小时。反应结束后，冷却至室温，用正己烷提取5次，碳酸氢钠溶液洗3次，每次2mL，饱和氯化钠洗3次，每次2mL，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发浓缩。LSC测定，得到苯环14C标记的[U-ring-14C6]-苯乙烯(VI)总放射性量约1.0×106Bq，比活度为1.3×107Bqmmol-1。经HPLC-Ramona检测，化学纯度＞99％，放射性纯度＞99.99％，产率
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9.5％，[U-ring- C6]-苯乙烯放射性信号液相色谱图，如图5所示。
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9.5％，[U-ring- C6]-苯乙烯放射性信号液相色谱图，如图5所示。
[0065] (2)合成苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯([U-ring-14C6]-PS)(VII)[0066] 取上述苯环标记[U-ring-14C6]-苯乙烯(VI)及适量非标记苯乙烯，加入到 10mL试管中，得到比活度为1500Bq mmol-1的[U-ring-14C6]-苯乙烯。将试管放入高温高压反应装置，121℃下反应8小时。反应结束后，移出上清部分，取4 ℃冰箱中保存的甲醇，冲洗产物表面3次，用三氯甲烷溶解产物，倒入三氯甲烷十倍体积的甲醇中，使产物析出，过滤得到纯品。三氯甲烷溶解，蒸发沉积成膜。LSC测定放射性，得到苯环14C标记的[U-ring-14C6]-聚苯乙烯 ([U-ring-14C6]-PS)(VII)，放射性总量8.5×104Bq，比活度为533Bq mmol-1，产率为6.5％。
[0067] (3)产物经高效液相色谱(HPLC)与放射性检测器(Ramona)联用的方法检测，测得4
放射性纯度为99.9％。GPC检测可知，数均分子量Mn为5×10 ，多分散系数PD为2.2，[U-ring-14C6]-PS凝胶渗透色谱图图7所示。反应后剩余的14C-苯乙烯进行再次反应。
放射性纯度为99.9％。GPC检测可知，数均分子量Mn为5×10 ，多分散系数PD为2.2，[U-ring-14C6]-PS凝胶渗透色谱图图7所示。反应后剩余的14C-苯乙烯进行再次反应。
[0068] 在合成[β-14C]-PS和[U-ring-14C6]-PS之前，首先合成相应的非标记PS，以确定反应条件；并用核磁共振仪对合成的PS进行结构表征，以确证结构。合成方法如下：
[0069] 取苯乙烯800mg和1mL正己烷于试管中，在高温高压反应装置中121℃下反应8h。反应结束后，冷却至室温，先用甲醇冲洗产物以去除未反应的单体，倒入三氯甲烷十倍体积的甲醇中，使产物析出，过滤得到纯品。三氯甲烷溶解，蒸发沉积成膜。得到PS放入干燥箱干燥24小时。取少量干燥后的PS溶解在四氢呋喃中，GPC测定分子量及分子量分布，结果为：数均
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分子量Mn为1.8×10，分子量分布PD为2.1。
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分子量Mn为1.8×10，分子量分布PD为2.1。
[0070] 非标记PS的结构表征：
[0071] 核磁条件：以TMS为内标，CDCl3为溶剂。图8b所示的为非标记PS合成品的1H-NMR，横坐标为化学位移δ/ppm。其中1.45对应于亚甲基(-CH2-)上的氢，1.86对应于次甲基(-CH-)上的氢，苯环上的氢对应δ分别为：6.49、 6.53、6.60、7.07、7.11，溶剂峰为7.28。图9b所示的为非标记PS合成品的13C-NMR，横坐标为化学位移δ/ppm，C的编号见图9b右上角示意图。每个位置的C归属分别为：C1：40.38；C2：42.38，43.84，44.53，45.10，46.05；C3：145.11，145.33， 145.65，145.86；C6：125.50，125.64；C4：127.69；C5：127.96；溶剂峰为76.76～
77.27。除C1外，其他碳原子对应多个信号，说明发生了峰的裂分，这些裂分峰反映了聚合物分子内部的精细结构。
77.27。除C1外，其他碳原子对应多个信号，说明发生了峰的裂分，这些裂分峰反映了聚合物分子内部的精细结构。
[0072] 图8a和图9a所示的为非标记PS标准品的1H-NMR和13C-NMR，对比发现合成的PS与标准品PS的谱图一致，所以能确定合成得到的确实为PS。
[0073] 附产物分析方法：
[0074] 附1)高效液相色谱-放射性检测器：高效液相色谱仪为Agilent 1100(Agilent Technologies)，流动相流速1mL/min，流动相为甲醇∶水＝85∶15，等度洗脱，时间为7min。UV检测器波长选择245nm和254nm。放射性检测器为Ramona (Raytest，Straubenhardt，Germany)，闪烁液为Gold Flow multipurpose(Meridian Biotechnologies Ltd.，Epsom，UK)，流速为2.0mL/min。
[0075] 附2)凝胶渗透色谱：凝胶渗透色谱仪为PL-GPC 120(Polymer Labs，ENG)，流动相为四氢呋喃(THF)，流速为1mL/min；色谱柱为PL gel-MIXED B 10μm， 300×7.5mm和PL gel-MIXED C 5μm，300×7.5mm(Polymer Labs，ENG)串联，柱温为40℃。